分布式光纤传感器技术的原理与应用场景

目前，在结构形变、交通流量、车辆类型，到管道渗漏、施工震动等各种监测场景中，分布式光纤传感技术几乎无所不能，近年来开始广泛应用于基础设施的监测领域。

　　分布式光纤传感器是采用独特的分布式光纤探测技术，对沿光纤传输路径上的空间分布和随时间变化信息进行测量或监控的传感器。它将传感光纤沿场排布，可同时获得被测场的空间分布和随时间的变化信息，对于许多工业应用有许多吸引力。

资料图

　　分布式光纤传感技术利用光纤自身既作为信号传输介质又作为传感单元的特点，来连续获取光纤沿线振动、应变以及温度等物理量的分布情况，从而实现分布式长距离测量。

　　具体来说，分布式光纤传感技术是利用光波在光纤中传输的特性，可沿光纤长度方向连续的传感被测量（如温度、压力、应力和应变等）；传输过程中，光纤既是传感介质，又是被测量的传输介质，可以在整个光纤长度上对沿光纤分布的环境参数进行连续测量，同时获得被测量的空间分布状态和随时间变化的信息。

　　分布式光纤传感技术主要包括基于干涉原理的分布式传感技术和基于瑞利、布里渊以及拉曼等散射机制的分布式传感技术，这些技术的单独或结合使用不仅能实现高精度和高空间分辨率传感，而且还能实现多物理参数的同时测量，例如它可以同时测量温度和应变。

用于桥梁结构监测中的分布式光纤传感器技术，资料图

　　分布式光纤传感器不仅具有无辐射干扰、抗电磁干扰性好、化学稳定性好等优点，而且可以在沿光纤的路径上同时得到被测量场在时间和空间上的连续分布信息。由于分布式光纤传感器具有其它传感技术无法比拟的优点，因此，成为光纤传感技术研究领域的热点之一。

　　目前，在结构形变、交通流量、车辆类型，到管道渗漏、施工震动等各种监测场景中，分布式光纤传感技术几乎无所不能，近年来开始广泛应用于基础设施的监测领域。由于可以复用现有城市光纤通讯网络，只需要在电信运营商机房增加一些设备，就能以较低成本形成一张覆盖整个城市的新感知网络。

　　分布式光纤传感器的具体应用场景

　　1、结构监测：大型结构的应力应变和温度监测　（管道，近海石油平台，油井，大坝，堤坝，桥梁，建筑物，隧道，电缆等等）。

　　2、渗漏探测：液体或天然气管道，工业处理，大坝，罐体。

　　3、交通运输：路面的结冰探测，铁路监测。

　　4、安全系统：火情或过热温度探测，电力电缆监视，信号窃听监视，垃圾处理站监测，山体滑坡监测。

　　5、光纤通信：光纤光缆生产在线控制，光缆维护，工作光缆应变监测，光纤搀杂物测量。

　　6、环境测量：热，通风和空气条件（hvac），外界海洋，森林，野外场所的长期温度测量。

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传感器行业分析师，主要从事传感器应用，市场分析等领域，现为传感器专家网专栏编辑。

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